本发明涉及一种用于高性能织物低温染色的方法，属于纺织印染技术领域。
背景技术：
高性能纤维因其优异的性能广泛用于各行各业，常见的有间位芳纶纤维、对位芳纶纤维、聚酰亚胺纤维和聚芳酯纤维等。这些纤维染色性能均较差，对其应用不利。目前对这类纤维常用的染色方法有表面改性染色、原液着色、载体染色等。中国专利公布号cn102587160a，公布日期2012年07月18日，发明创造的名称为一种芳香族聚酰胺纤维的染色方法，该申请案公开了采用氢氧化钠对芳香族聚酰胺纤维进行预处理，再载体染色的方法，在申请案的预处理步骤中，氢氧化钠使芳香族聚酰胺纤维分子的末端酐水解成羧基，起到增加染座的作用。其不足在于该方法中高浓度氢氧化钠在高温下长时间处理纤维，对纤维强力影响较大，且对设备损伤严重，不利于工厂实际生产需要。中国公开出版物《印染》公开时间2013年第39卷15期，文章名称为芳砜纶/间位芳纶混纺纱的染色，该文献介绍了浓度为40g/l的n,n-二甲基乙酰胺在高温高压条件下作为载体起到提高分散染料上染高性能效率的作用，该技术可提高分散染料在高性能上的上染率。其不足是高温染色条件破坏染料结构，高性能织物难以染出鲜亮颜色。中国专利公布号cn107164979a，公布日期2017年09月15日，发明创造的名称为一种聚酰亚胺载体染色方法，该申请案公开了一种聚酰亚胺载体染色的方法，采用的是载体染色的方法。其不足在于：该方法仅依靠载体实现对聚酰亚胺的染色，不能充分发挥载体的效用。
技术实现要素：
针对上述存在的问题，本发明的目的在于提供一种用于高性能织物低温染色的方法，为了实现上述目的，其技术解决方案为：
一种用于高性能织物低温染色的方法，所述低温染色方法步骤如下：
a)高性能织物的前处理
前处理液的配制按质量比分别为：
n,n-二甲基乙酰胺10～50％
硅酸钠0.5～20％
蒸馏水30～89.5％
混配，以200转/min搅拌3分钟，形成前处理液，升温至40℃，在温度作用下，硅酸钠水解生成硅酸凝胶，硅酸凝胶吸附n,n-二甲基乙酰胺，再按浴比1:20向前处理液中加入高性能织物，携带n,n-二甲基乙酰胺的硅酸凝胶吸附在高性能织物表面，升温至50-70℃，震荡搅拌30min，硅酸凝胶携带的n,n-二甲基乙酰胺作用于高性能织物，打开高性能织物纤维表面大分子间的部分氢键；
b)高性能织物的染色
用10％氢氧化钠溶液以2滴/min的速度调节含有高性能织物的前处理液ph值至7-11，使吸附在高性能织物表面携带n,n-二甲基乙酰胺的硅酸凝胶溶解，释放出n,n-二甲基乙酰胺，n,n-二甲基乙酰胺以分子状态分散于前处理液中，同时，氢键被打开的高性能织物裸露在前处理液中，再向前处理液中加入0.5～10％owf染料，搅拌均匀，形成含染料胶束团的染液，n,n-二甲基乙酰胺作用于染料胶束团，染料胶束团释放出染料单分子，染液升温至70-90℃，保温60min，在温度作用下，染料单分子上染高性能织物。
所述的染料为耐弱碱性分散染料。
所述的高性能织物为间位芳纶织物或对位芳纶织物或聚酰亚胺织物或聚芳酯织物的一种。
由于采用了以上技术方案，本发明是利用硅酸钠水解生成的硅酸凝胶既可以大量吸附n,n-二甲基乙酰胺，又易于吸附在高性能织物表面，n,n-二甲基乙酰胺在硅酸凝胶中富集，强化了n,n-二甲基乙酰胺打开高性能纤维大分子氢键的作用，增加了高性能纤维的表面粗糙度和孔隙率，达到低温高效染高性能织物的目的。在前处理过程中，硅酸钠水解生成硅醇结构，邻近的硅醇结构发生缩合形成大分子，大分子因链内和链间交联而形成硅酸凝胶吸附在纤维表面，同时，n,n-二甲基乙酰胺因含有酰胺羰基易于被硅酸凝胶吸附，故硅酸凝胶在形成的过程中也吸附了大量n,n-二甲基乙酰胺与之一起吸附在高性能织物表面，使得织物表面的n,n-二甲基乙酰胺浓度增加，在50-70℃的作用条件下，织物表面高浓度的n,n-二甲基乙酰胺因分子结构小，且酰胺羰基电负性强，可有效破坏高性能纤维大分子间的氢键作用力，进入纤维内部，并与高性能纤维大分子上的官能团形成新的氢键，从而使高性能织物中的纤维表面粗糙度和孔隙率增加。前处理完成后，用氢氧化钠将前处理液调节至弱碱性，ph值为7-11，使硅酸钠水解向反方向移动，吸附在高性能织物表面的硅酸凝胶大分子水解，吸附在硅酸凝胶中的n,n-二甲基乙酰胺被释放出来，以分子状态分散于处理液中，同时，经过预处理的氢键被打开的高性能织物裸露在溶液中。因为溶液为弱碱性环境，故选用耐弱碱性分散染料。加入耐弱碱性分散染料经搅拌后，形成含染料胶束团的染液，染液中n,n-二甲基乙酰胺具强极性，可有效提高染料的溶解浓度，降低其胶束浓度，染液中以单分子状态存在染料量增加，且在前处理阶段，n,n-二甲基乙酰胺已打开纤维表面部分氢键，使纤维表面粗糙度和孔隙率增加，染料吸附面积增大，染料分子进入纤维内部的阻力减小，加上纤维内部的n,n-二甲基乙酰胺分子对染料有较强的吸附作用，可引导染料分子进入纤维内部，故在70-90℃的低温染色条件下，就可提高耐弱碱性分散染料在纤维表面的吸附率和上染率。因此，采用本技术方案，有效提高高性能织物的染色效率，且该方法所用染色温度低于传统高性能高温染色的温度条件，不仅对染料结构无影响，又降低了生产成本及能耗。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明的一种用于高性能织物低温染色的方法作进一步详细描述：
一种用于高性能织物低温染色的方法，所述低温染色方法步骤如下：
a)高性能织物的前处理
前处理液的配制按质量比分别为：
n,n-二甲基乙酰胺10～50％
硅酸钠0.5～20％
蒸馏水30～89.5％
混配，以200转/min搅拌3分钟，形成前处理液，升温至40℃，在温度作用下，硅酸钠水解生成硅酸凝胶，硅酸凝胶吸附n,n-二甲基乙酰胺，再按浴比1:20向前处理液中加入高性能织物，携带n,n-二甲基乙酰胺的硅酸凝胶吸附在高性能织物表面，升温至50-70℃，震荡搅拌30min，硅酸凝胶携带的n,n-二甲基乙酰胺作用于高性能织物，打开高性能织物纤维表面大分子间的部分氢键；
b)高性能织物的染色
待染的高性能织物为间位芳纶织物或对位芳纶织物或聚酰亚胺织物或聚芳酯织物的一种。
用10％氢氧化钠溶液以2滴/min的速度调节含有高性能织物的前处理液ph值至7-11，使吸附在高性能织物表面携带n,n-二甲基乙酰胺的硅酸凝胶溶解，释放出n,n-二甲基乙酰胺，n,n-二甲基乙酰胺以分子状态分散于前处理液中，同时，氢键被打开的高性能织物裸露在前处理液中，再向前处理液中加入0.5～10％owf耐弱碱性分散染料c.i.dispersered54，搅拌均匀，形成含染料胶束团的染液，n,n-二甲基乙酰胺作用于染料胶束团，染料胶束团释放出染料单分子，染液升温至70-90℃，保温60min。染色完成后，排液，洗净，烘干，得到染好色的高性能织物。
具体实施例
按上述方法。
实施例1
取3g间位芳纶织物，染料采用c.i.dispersered54，按浴比1:20配制前处理液，前处理液中n,n-二甲基乙酰胺质量百分比为10％，硅酸钠质量百分比为0.5％，蒸馏水硅酸钠质量百分比为89.5％，前处理液混配好后以200转/min搅拌3分钟，形成前处理液，升温至40℃，加入备好的间位芳纶织物，继续升温至50℃，并保温30min，后用10％氢氧化钠溶液以2滴/min的速度调节含间位芳纶织物的前处理液ph值至7，再加入0.5％owf染料，搅拌均匀，升温至70℃，保温60min，经排液，洗净，烘干，得到染好色的间位芳纶织物。效果见表1。
实施例2
取3g间位芳纶织物，染料采用c.i.dispersered54，按浴比1:20配制前处理液，前处理液中n,n-二甲基乙酰胺质量百分比为30％，硅酸钠质量百分比为10％，蒸馏水硅酸钠质量百分比为60％，前处理液混配好后以200转/min搅拌3分钟，形成前处理液，升温至40℃，加入备好的间位芳纶织物，继续升温至60℃，并保温30min，后用10％氢氧化钠溶液以2滴/min的速度调节含间位芳纶织物的前处理液ph值至9，再加入5％owf染料，搅拌均匀，升温至80℃，保温60min，经排液，洗净，烘干，得到染好色的间位芳纶织物。效果见表1。
实施例3
取3g间位芳纶织物，染料采用c.i.dispersered54，按浴比1:20配制前处理液，前处理液中n,n-二甲基乙酰胺质量百分比为50％，硅酸钠质量百分比为20％，蒸馏水硅酸钠质量百分比为30％，前处理液混配好后以200转/min搅拌3分钟，形成前处理液，升温至40℃，加入备好的间位芳纶织物，继续升温至70℃，并保温30min，后用10％氢氧化钠溶液以2滴/min的速度调节含间位芳纶织物的前处理液ph值至11，再加入10％owf染料，搅拌均匀，升温至90℃，保温60min，经排液，洗净，烘干，得到染好色的间位芳纶织物。效果见表1。
实施例4
取3g对位芳纶织物，染料采用c.i.dispersered54，按浴比1:20配制前处理液，前处理液中n,n-二甲基乙酰胺质量百分比为10％，硅酸钠质量百分比为0.5％，蒸馏水硅酸钠质量百分比为89.5％，前处理液混配好后以200转/min搅拌3分钟，形成前处理液，升温至40℃，加入备好的对位芳纶织物，继续升温至50℃，并保温30min，后用10％氢氧化钠溶液以2滴/min的速度调节含对位芳纶织物的前处理液ph值至7，再加入0.5％owf染料，搅拌均匀，升温至70℃，保温60min，经排液，洗净，烘干，得到染好色的对位芳纶织物。效果见表1。
实施例5
取3g对位芳纶织物，染料采用c.i.dispersered54，按浴比1:20配制前处理液，前处理液中n,n-二甲基乙酰胺质量百分比为30％，硅酸钠质量百分比为10％，蒸馏水硅酸钠质量百分比为60％，前处理液混配好后以200转/min搅拌3分钟，形成前处理液，升温至40℃，加入备好的对位芳纶织物，继续升温至60℃，并保温30min，后用10％氢氧化钠溶液以2滴/min的速度调节含对位芳纶织物的前处理液ph值至9，再加入5％owf染料，搅拌均匀，升温至80℃，保温60min，经排液，洗净，烘干，得到染好色的对位芳纶织物。效果见表1。
实施例6
取3g对位芳纶织物，染料采用c.i.dispersered54，按浴比1:20配制前处理液，前处理液中n,n-二甲基乙酰胺质量百分比为50％，硅酸钠质量百分比为20％，蒸馏水硅酸钠质量百分比为30％，前处理液混配好后以200转/min搅拌3分钟，形成前处理液，升温至40℃，加入备好的对位芳纶织物，继续升温至70℃，并保温30min，后用10％氢氧化钠溶液以2滴/min的速度调节含对位芳纶织物的前处理液ph值至11，再加入10％owf染料，搅拌均匀，升温至90℃，保温60min，经排液，洗净，烘干，得到染好色的对位芳纶织物。效果见表1。
实施例7
取3g聚酰亚胺织物，染料采用c.i.dispersered54，按浴比1:20配制前处理液，前处理液中n,n-二甲基乙酰胺质量百分比为10％，硅酸钠质量百分比为0.5％，蒸馏水硅酸钠质量百分比为89.5％，前处理液混配好后以200转/min搅拌3分钟，形成前处理液，升温至40℃，加入备好的聚酰亚胺织物，继续升温至50℃，并保温30min，后用10％氢氧化钠溶液以2滴/min的速度调节含聚酰亚胺织物的前处理液ph值至7，再加入0.5％owf染料，搅拌均匀，升温至70℃，保温60min，经排液，洗净，烘干，得到染好色的聚酰亚胺织物。效果见表1。
实施例8
取3g聚酰亚胺织物，染料采用c.i.dispersered54，按浴比1:20配制前处理液，前处理液中n,n-二甲基乙酰胺质量百分比为30％，硅酸钠质量百分比为10％，蒸馏水硅酸钠质量百分比为60％，前处理液混配好后以200转/min搅拌3分钟，形成前处理液，升温至40℃，加入备好的聚酰亚胺织物，继续升温至60℃，并保温30min，后用10％氢氧化钠溶液以2滴/min的速度调节含聚酰亚胺织物的前处理液ph值至9，再加入5％owf染料，搅拌均匀，升温至80℃，保温60min，经排液，洗净，烘干，得到染好色的聚酰亚胺织物。效果见表1。
实施例9
取3g聚酰亚胺织物，染料采用c.i.dispersered54，按浴比1:20配制前处理液，前处理液中n,n-二甲基乙酰胺质量百分比为50％，硅酸钠质量百分比为20％，蒸馏水硅酸钠质量百分比为30％，前处理液混配好后以200转/min搅拌3分钟，形成前处理液，升温至40℃，加入备好的聚酰亚胺织物，继续升温至70℃，并保温30min，后用10％氢氧化钠溶液以2滴/min的速度调节含聚酰亚胺织物的前处理液ph值至11，再加入10％owf染料，搅拌均匀，升温至90℃，保温60min，经排液，洗净，烘干，得到染好色的聚酰亚胺织物。效果见表1。
实施例10
取3g聚芳酯织物，染料采用c.i.dispersered54，按浴比1:20配制前处理液，前处理液中n,n-二甲基乙酰胺质量百分比为10％，硅酸钠质量百分比为0.5％，蒸馏水硅酸钠质量百分比为89.5％，前处理液混配好后以200转/min搅拌3分钟，形成前处理液，升温至40℃，加入备好的聚芳酯织物，继续升温至50℃，并保温30min，后用10％氢氧化钠溶液以2滴/min的速度调节含聚芳酯织物的前处理液ph值至7，再加入0.5％owf染料，搅拌均匀，升温至70℃，保温60min，经排液，洗净，烘干，得到染好色的聚芳酯织物。效果见表1。
实施例11
取3g聚芳酯织物，染料采用c.i.dispersered54，按浴比1:20配制前处理液，前处理液中n,n-二甲基乙酰胺质量百分比为30％，硅酸钠质量百分比为10％，蒸馏水硅酸钠质量百分比为60％，前处理液混配好后以200转/min搅拌3分钟，形成前处理液，升温至40℃，加入备好的聚芳酯织物，继续升温至60℃，并保温30min，后用10％氢氧化钠溶液以2滴/min的速度调节含聚芳酯织物的前处理液ph值至9，再加入5％owf染料，搅拌均匀，升温至80℃，保温60min，经排液，洗净，烘干，得到染好色的聚芳酯织物。效果见表1。
实施例12
取3g聚芳酯织物，染料采用c.i.dispersered54，按浴比1:20配制前处理液，前处理液中n,n-二甲基乙酰胺质量百分比为50％，硅酸钠质量百分比为20％，蒸馏水硅酸钠质量百分比为30％，前处理液混配好后以200转/min搅拌3分钟，形成前处理液，升温至40℃，加入备好的聚芳酯织物，继续升温至70℃，并保温30min，后用10％氢氧化钠溶液以2滴/min的速度调节含聚芳酯织物的前处理液ph值至11，再加入10％owf染料，搅拌均匀，升温至90℃，保温60min，经排液，洗净，烘干，得到染好色的聚芳酯织物。效果见表1。
为体现本发明技术效果，分别取间位芳纶织物、对位芳纶织物、聚酰亚胺织物和聚芳酯织物3g，染料采用c.i.dispersered54，按0.5％owf配制染液，搅拌均匀，升温至70℃，保温60min，经排液，洗净，烘干，得到染好色的间位芳纶织物、对位芳纶织物、聚酰亚胺织物和聚芳酯织物。这四种织物分别为间位芳纶织物对照样、对位芳纶织物对照样、聚酰亚胺织物对照样和聚芳酯织物对照样。效果见表1。
表1高性能织物染色样品的k/s值